CN209344131U - 袋型二次电池及包括其的电池模块、电池组和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块、电池组和汽车。根据本实用新型的实施方式的袋型二次电池包括：电极组件；壳体，其用于容纳电极组件；电极接头，其从电极组件延伸；以及电极引线，其电连接到电极接头并暴露于壳体的外部，其中，壳体上形成有可变长度单元，使得当发生膨胀时，壳体的体积可增加。

Description

袋型二次电池及包括其的电池模块、电池组和汽车

技术领域

本申请要求2016年9月5日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2016-0113900的优先权，其公开通过引用并入本文。

本公开涉及袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块，更具体地讲，涉及一种当袋中产生气体时，能够通过确保气体可移动到其中的空间来防止袋的损坏的袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块。

背景技术

随着技术发展以及对移动装置的需求增加，对作为能源的电池的需求快速增加，相应地，已对可满足各种需求的电池进行了大量研究。通常，根据外壳的类型，电池可被分类为罐型二次电池和袋型二次电池。

图1是示出传统袋型二次电池1的横截面图。

参照图1，传统袋型二次电池1可包括壳体2、电极组件3、电极接头4和电极引线5。壳体2可形成为具有能够接纳电极组件3、电极接头4和电极引线5(将稍后描述)的尺寸。电极组件3可包括正极板、负极板和分隔物。在电极组件3中，正极板和负极板可隔着分隔物依次层叠。电极组件3通常可包括：果冻卷型(卷绕型) 电极组件，其具有长片型的正极和负极隔着分隔物卷绕的结构；层叠型(层压型)电极组件，其中按照特定尺寸单位切割的多个正极和负极隔着分隔物依次层压；层叠/ 折叠型电极组件，其具有按照特定尺寸单位切割的正极和负极隔着分隔物层叠的卷绕双电池或全电池的结构；等等。电极接头4可从电极组件3延伸。例如，正极接头可从正极板延伸，负极接头可从负极板延伸。这里，当在多个正极板和多个负极板层叠的状态下形成电极组件3时，电极接头4可分别从正极板和负极板延伸。在这种情况下，电极接头4可连接到诸如电极引线5的其它部件，而不直接暴露于壳体2的外部。电极引线5的一部分可电连接到分别从正极板或负极板延伸的电极接头4。这种电极引线5可形成有密封带6以防止与壳体2的绝缘。在这种情况下，电极引线5可通过焊接W(参照图1)等接合到电极接头4。例如，接合电极引线5和电极接头4的方法可以是一般电阻焊接、超声波焊接、激光焊接、铆接等。

在袋型二次电池中，可能反复发生膨胀现象，其中袋型二次电池由于在其充电和放电期间产生的气体而扩张和收缩。难以预测其中如此产生的气体会移动到袋型二次电池的哪一部分中(即，气体的移动方向)，因此，袋型二次电池中可能发生非预期的损坏等。例如，当尖锐装置等靠近袋型二次电池布置的位置放置，并且袋型二次电池中产生的气体移动并使得袋型二次电池的袋在袋的放置有尖锐装置的部分处扩张并接触尖锐装置时，可能发生问题，使得袋型二次电池的袋撕裂并且袋型二次电池中的电解质溶液渗出。

实用新型内容

技术问题

本公开被设计用于解决现有技术的问题，因此，本公开旨在提供一种袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块，其中确保了气体可移动到其中的空间，气体可被收集在特定区域中，并且可防止与周边物体的干扰以方便简单且容易的设计。

另外，本公开旨在提供一种袋型二次电池，其能够防止袋在其非期望的部分处扩张，从而防止袋损坏。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种袋型二次电池，该袋型二次电池包括：电极组件；壳体，其接纳电极组件；电极接头，其从电极组件延伸；以及电极引线，其电连接到电极接头并暴露于壳体的外部，其中，壳体中设置有可变长度单元以在壳体中发生膨胀时增加壳体的体积。

另外，可变长度单元可包括形成在壳体中的波纹(corrugation)。

另外，所述波纹可成对提供，并且这一对波纹被布置为彼此面对。

另外，可变长度单元可包括形成在壳体中的叠缩结构(telescope structure)。

另外，叠缩结构可包括：第一移动单元，其具有第一直径；以及第二移动单元，其具有大于第一直径的第二直径以使得第一移动单元可被插入到第二移动单元中。

在本公开的另一方面，还提供了一种包括上述袋型二次电池的电池模块、一种包括上述袋型二次电池的电池组以及一种包括上述袋型二次电池的车辆。

有益效果

根据本公开的实施方式，通过经由可变长度单元确保由于壳体体积的增加导致的气体可移动到其中的空间，气体可被收集在特定区域中，并且可防止与周边物体的干扰以方便简单且容易的设计。

另外，由于气体移动到特定区域中，所以可防止袋在其非期望的部分处扩张，因此可防止袋的损坏。

附图说明

图1是示出传统袋型二次电池的截面图；

图2是根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池的侧截面图；

图3是根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池的示意性正视图；

图4示出根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池中形成有可变长度单元的部分的示意性底视图；以及

图5是根据本公开的第二实施方式的袋型二次电池的示意性正视图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述根据本公开的实施方式的袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块。

应该理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是在允许发明人为了最佳说明而适当地定义术语的基础上基于与本公开的技术方面对应的含义和概念来解释。因此，本文所提出的描述仅仅是为了例示目的的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，因此应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下可对其做出其它等同例和修改例。

在附图中，为了描述方便和清晰，各个元件或构成元件的特定部分的尺寸被夸大、省略或示意性地示出。因此，各个部件的尺寸可能未完全反映实际尺寸。在判断出相关已知功能或构造的详细描述可能不必要地使本公开的主旨模糊的情况下，将省略这种说明。

如本文所使用的术语“组合”或“连接”不仅可指一个构件和另一构件直接组合或直接连接的情况，而且可指一个构件经由连接构件间接组合到另一构件或间接连接的情况。

本说明书中所使用的电极接头和电极引线同样不仅可应用于正极接头和正极引线的组合结构，而且可应用于负极接头和负极引线的组合结构。

图2是根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10的侧截面图，图3是根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10的示意性正视图，图4示出根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10中形成有可变长度单元600a的部分的示意性底视图。

参照图2和图3，根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10可包括壳体100、电极组件200、电极接头300和电极引线400。

壳体100可形成为具有能够接纳电极组件200、电极接头300和电极引线400的尺寸。在这种情况下，壳体100可形成有顶袋和底袋。电极组件200、电极接头300、电解质溶液(未示出)等可在被接纳在壳体100中之后经由诸如热熔的方法彼此附着。另外，壳体100可形成为六面体形状或正方形形状，但实施方式不限于此，壳体100 的形状可变化。

在壳体100中，可形成可变长度单元600a以在壳体100中发生膨胀时增加壳体 100的体积。在袋型二次电池10中，在充电和放电期间可能产生气体，并且如此产生的气体可在袋内部移动并使袋扩张。然而，难以精确地预测气体的移动方向，并且由于气体的移动，在袋的扩张部分中可能发生损坏。根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10可设置有包括可变长度单元600a的壳体100，该可变长度单元600a 用于确保袋型二次电池10内部产生的气体可移动并被收集在特定区域中的空间。参照图2和图3，可变长度单元600a可形成为在壳体100中形成的波纹。换言之，在其中产生气体之前，壳体100可被配置为收缩，当其中产生气体时，壳体100可被配置为经由形成在壳体100中的波纹而扩张，并且气体可朝着其扩张部分移动。根据该方法，可预测壳体100的扩张点，并且可防止壳体100与周边物体干扰，从而方便袋型二次电池10的设计。这里，在壳体100的各种位置处波纹的数量可变化，例如，参照图4，一对波纹可被布置为面对彼此的相反方向。换言之，波纹可如图4的(a) 所示形成在壳体100的一对长边边缘处，或者如图4的(b)所示形成在壳体100的一对短边边缘处。然而，形成有波纹的部分不限于此，波纹可形成在壳体100的各种部分中。

电极组件200可包括正极板210、负极板230和分隔物220。换言之，在电极组件200中，正极板210、分隔物220和负极板230可依次层叠以使得分隔物220被布置在正极板210与负极板230之间，因此，正极板210和负极板230可彼此绝缘。根据实施方式，电极组件200可形成为诸如卷绕型、层叠型或层叠/折叠型的各种结构。正极板210可形成有包括导电性优异的薄金属板(例如，铝(Al)箔)的正极集电体以及涂覆在其两个表面上的正极活性材料层。正极板210可在其两侧形成有未形成正极活性材料层的正极集流体区域(即，正极未涂覆部)。另外，正极板210可在正极未涂覆部的一端接合到包括金属材料(例如，Al材料)的正极接头。然而，正极接头的材料不限于Al。正极接头可与正极板210一体地形成。这里，根据电极组件200 的形状，可包括两个或更多个正极板210。负极板230可形成有包括导电金属薄板(例如，铜(Cu)箔)的负极集流体以及涂覆在其两侧的负极活性材料层。负极板230 可在其两侧形成有未形成负活性材料层的负极集流体区域(即，负极未涂覆部)。另外，负极板230可在负极未涂覆部的一端接合到包括金属材料(例如，镍(Ni))的负极接头。然而，负极接头的材料不限于Ni。负极接头可与负极板230一体地形成。类似正极板210，根据电极组件200的形状，也可包括两个或更多个负极板230，具体地讲，在层叠的电极组件200的情况下，可包括多个负极板230。分隔物220可被布置在正极板210与负极板230之间，并且将正极板210和负极板230彼此电绝缘。分隔物220可形成为多孔膜的形状以允许锂(Li)离子等在正极板210和负极板230 之间穿过。分隔物220可包括使用例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其复合膜的多孔隔膜。

电极接头300可从电极组件200延伸。这种电极接头300可连接到诸如电极引线400的其它部件，而不直接暴露于壳体100的外部。电极接头300可包括上述正极接头和负极接头。

电极引线400可电连接到电极接头300。根据实施方式，电极引线400的一端可连接到电极接头300，其另一端可突出到壳体100的外部。更具体地讲，电极引线400 的一端可通过焊接等电接合到电极接头300以形成焊接单元。这里，电极引线400 和电极接头300可包括金属材料，并且金属材料之间的接合可通过焊接方法容易地实现。然而，本公开不限于电极接头300和电极引线400的特定组合方法。另外，电极引线400的另一端可部分地暴露于壳体100的外部，以使得其可连接到外部构件并且可用作电极端子。因此，二次电池可通过将充电器、负载等连接到电极引线400的另一端来充电或放电。电极引线400可在接触壳体100的部分处形成有密封带500。密封带500可防止电极引线400与壳体100之间的绝缘以及电解质溶液泄漏到壳体100 的外部，并且防止电极接头300中可发生的短路等。密封带500可优选为绝缘膜，并且可包括例如PE、聚乙炔、PTFE、尼龙、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、PP或其合成材料。

以下，将描述根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10的操作和效果。

参照图2和图3，袋型二次电池10的壳体100可包括波纹。当通过袋型二次电池10的充电或放电而在壳体100中产生气体时，壳体100的波纹的一部分可扩张以确保气体的移动空间，由此气体可被收集在特定区域中。

以这种方式，由于防止了壳体100与周边物体之间的干扰，可方便袋型二次电池10的设计并且可防止由于袋的扩张而导致的损坏。

图5是根据本公开的第二实施方式的袋型二次电池10的示意性正视图。

以下，将参照附图描述根据本公开的第二实施方式的袋型二次电池10的功能和效果。然而，与针对根据本公开的第一实施方式的袋型二次电池10描述的内容共同的部分将由先前的描述代替。

第二实施方式与第一实施方式的不同在于可变长度单元600b形成为叠缩结构。

参照图5，可变长度单元600b可利用形成在壳体100中的叠缩结构提供。叠缩结构(telescope)意指望远镜，可意指具有不同直径的构件当中具有较小直径的构件被插入到具有较大直径的构件中并在其中移动的结构。叠缩结构可包括第一移动单元 610和第二移动单元620。第一移动单元610可具有第一直径，并且第二移动单元620 可具有大于第一直径的第二直径以使得第一移动单元610可被插入到第二移动单元 620中。换言之，具有相对小的直径的第一移动单元610可被插入到具有相对大的直径的第二移动单元620中并且可按照滑动方式移动，由此，当壳体100内部产生气体时，在第一移动单元610和第二移动单元620相对于彼此以滑动方式移动的同时壳体 100可扩张。这里，第一移动单元610和第二移动单元620可具有特定刚度，并且可包括塑料、金属或各种复合材料。另外，如果需要，可变长度单元600b可具有数量更多的移动单元。例如，可提供具有大于第二直径的第三直径的第三移动单元630，并且具有相对小的直径的第二移动单元620可被插入到具有相对大的直径的第三移动单元630中并以滑动方式移动。然而，移动单元的数量不限于此，如果可变长度单元600b具有叠缩结构，则移动单元的数量可更多变化。

另一方面，尽管图5中未示出，诸如弹簧的弹性构件可被布置在第一移动单元 610与第二移动单元620之间，并且经由该弹性构件，第一移动单元610和第二移动单元620可被配置为只有当气体的量大于特定范围时才彼此进行相对移动。另外，当气体被去除时，由于弹性恢复力，第一移动单元610可被配置为穿过第二移动单元 620以滑动方式移动，以使得壳体100收缩。

根据本公开的实施方式的电池模块(未示出)可包括如上所述根据本公开的实施方式的多个袋型二次电池10。电池模块(未示出)中的各个袋型二次电池10可被插入到盒中以便于容易固定和层叠。另外，在电池模块(未示出)中，多个袋型二次电池10可经由汇流条彼此电连接。在这种情况下，袋型二次电池10的电极引线400 可直接接触汇流条。以这种方式，多个袋型二次电池10可按照各种串联和并联配置连接以构成电池模块(未示出)。

根据本公开的实施方式的电池组(未示出)可包括如上所述根据本公开的实施方式的一个或更多个电池模块(未示出)。除了电池模块(未示出)之外，电池组(未示出)还可包括用于接纳电池模块(未示出)的壳体100、用于控制电池模块(未示出)的充电和放电的各种装置(例如，电池管理系统(BMS)、电流传感器和熔断器)。

根据本公开的实施方式的车辆(未示出)可包括上述电池模块(未示出)或电池组(未示出)，并且电池组(未示出)可包括电池模块(未示出)。另外，根据本公开的实施方式的电池模块(未示出)可被应用于例如电动车辆或混合动力车辆的车辆(未示出)，或者应用于准备使用电力的特定车辆(未示出)。

已详细描述了本公开。然而，应该理解，在指示本公开的优选实施方式的同时仅作为例示给出详细描述和特定示例，因为对于本领域技术人员而言，从该详细描述，本公开的范围内的各种改变和修改将变得显而易见。

工业实用性

本公开涉及一种袋型二次电池以及包括该袋型二次电池的电池模块，更具体地讲，适用于与二次电池有关的行业。

Claims (4)

1.一种袋型二次电池，其特征在于，该袋型二次电池包括：

电极组件；

壳体，该壳体接纳所述电极组件；

电极接头，该电极接头从所述电极组件延伸；以及

电极引线，该电极引线电连接到所述电极接头并暴露于所述壳体的外部，

其中，在所述壳体中形成可变长度单元以在所述壳体中发生膨胀时增加所述壳体的体积，并且

其中所述可变长度单元包括形成在所述壳体中的叠缩结构，所述叠缩结构包括：

第一移动单元，该第一移动单元具有第一直径；以及

第二移动单元，该第二移动单元具有大于所述第一直径的第二直径以使得所述第一移动单元被插入到所述第二移动单元中。

2.一种电池模块，其特征在于，该电池模块包括根据权利要求1所述的袋型二次电池。

3.一种电池组，其特征在于，该电池组包括根据权利要求1所述的袋型二次电池。

4.一种汽车，其特征在于，该汽车包括根据权利要求1所述的袋型二次电池。